帶有信號補償?shù)臉?biāo)記的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置（20），該尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置由材料帶（23）形成，該材料帶由鐵磁的材料組成，其中，材料帶（23）沿著測量方向（11）伸長地構(gòu)造，其中，沿著測量方向（11）將多個標(biāo)記（21）在行列中布置在材料帶處，其中，標(biāo)記（21）相應(yīng)由缺口或由帶有恒定厚度的凹槽構(gòu)成，其中，標(biāo)記（21）分別具有標(biāo)記外圍（50），其中，標(biāo)記（21）將二進制隨機數(shù)序列進行編碼，其中，每個標(biāo)記外圍（50）完全布置在所配設(shè)的假想的帶有第一、第二、第三和第四矩形側(cè)（61；62；63；64）的矩形（60）內(nèi)，其中，兩個緊靠的假想的矩形（60）的第三矩形側(cè)（63）的間距分別是第一分段間距的整數(shù)倍數(shù)。根據(jù)本發(fā)明，兩個緊靠的假想的矩形（60）的內(nèi)邊測定的間距不同于第一分段間距的整數(shù)倍數(shù)。
【專利說明】
帶有信號補償?shù)臉?biāo)記的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1的前序部分所述的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由EP2 502 030 BI已知一種尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置，該尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置設(shè)置用于使用在位置測量系統(tǒng)中。位置測量系統(tǒng)是絕對的位置測量系統(tǒng)，其中，尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置的標(biāo)記將二進制隨機數(shù)序列進行編碼。所述尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置由掃描裝置感應(yīng)地讀取。為此，考慮兩種類型的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置，即這樣的:由帶有高的導(dǎo)電性的材料例如銅組成(渦流原理)，以及這樣的:由鐵磁的材料組成。本發(fā)明涉及后提到的類型。
[0003]在感應(yīng)的掃描中典型地使用差異地組合連接的線圈副，以便最小化信號偏移量。在EP 2 502 030 BI中，所述線圈副橫向于測量方向彼此并列布置，其中，使用標(biāo)記的兩個補償?shù)呐帕?。在此，線圈副的單個線圈穩(wěn)固地彼此接線。
【申請人】在尚未公開的帶有文件登記號碼為102014216036.7的德語專利申請中建議了一種位置測量系統(tǒng)，該位置測量系統(tǒng)唯獨包括單個線圈，該單個線圈在測量方向上布置在排列中。所述單個線圈在運行期間動態(tài)地以不同的方式組合連接，從而差異的線圈副的單個線圈在測量方向上彼此并列布置。本發(fā)明涉及一種問題，該問題首先出現(xiàn)在后提到的類型中。
[0004]如果接收器線圈移動通過標(biāo)記的側(cè)限，則感應(yīng)到接收器線圈中的交流電壓的幅值不突然改變，而是出現(xiàn)信號幅值的持續(xù)的增加或者說減少。
[0005]在已知的位置測量系統(tǒng)中，在材料帶中形成缺口的或凹槽的標(biāo)記。相應(yīng)的標(biāo)記外圍是矩形構(gòu)造的。矩形的寬度和內(nèi)邊測定的間距分別是第一分段間距的整數(shù)倍數(shù)。
【申請人】的試驗得到的是，單個的接收器線圈的感應(yīng)的交流電壓(該接收器線圈位于標(biāo)記外圍的橫向于測量方向定向的邊緣區(qū)段上的準(zhǔn)確中部)具有大于感應(yīng)的交流電壓的最大幅值的50%的幅值。由此顯著阻礙了信號評估。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的優(yōu)點在于，在接收器線圈中感應(yīng)的交流電壓的評估對于位置確定而言是尤其簡單的。尤其，在接收器線圈中感應(yīng)的交流電壓的幅值在相對于相應(yīng)于第一分段間距的分段柵格的定義的部位處計為最大信號幅值的基本上50%。
[0007]按照獨立權(quán)利要求建議的是，兩個緊靠的假想的矩形的內(nèi)邊測定的間距與第一分段間距的整數(shù)倍數(shù)不同。由此，產(chǎn)生了相對于所論及的分段柵格的信號過渡的移動。優(yōu)選地如此選擇所提到的內(nèi)邊測定的間距，即在接收器線圈中感應(yīng)的交流電壓的幅值在定義的部位處相對于相應(yīng)于第一分段間距的分段柵格計為最大信號幅值的基本上50%。所提到的內(nèi)邊測定的間距是緊靠的假想的矩形的第三和第四矩形側(cè)的間距。
[0008]材料帶優(yōu)選地具有恒定的厚度，該厚度優(yōu)選地小于第一分段間距。該厚度例如計為0.3mm，其中第一分段間距例如計為1mm。材料帶的寬度優(yōu)選地大于第一分段間距，其中，該寬度例如計為5mm。材料帶優(yōu)選地由不銹鋼組成。所述標(biāo)記能夠利用非鐵磁的材料填充，其中，所述標(biāo)記優(yōu)選地是空的或者說用空氣填充。發(fā)送器繞線裝置和/或接收器線圈優(yōu)選地構(gòu)造為平整的繞線裝置。尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置優(yōu)選地是直線滾動軸承的導(dǎo)軌的組成部分，該尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置例如按照EP I 052 480 BI構(gòu)造。如果給第一或者說第二矩形側(cè)配設(shè)標(biāo)記外圍的多個筆直的區(qū)段(所述區(qū)段平行于測量方向走向，其中所述區(qū)段橫向于此偏置地布置)，則所謂的矩形側(cè)優(yōu)選地與總計具有最大長度的筆直的區(qū)段疊合。
[0009 ]在從屬權(quán)利要求中說明本發(fā)明的有利的改型方案和改良方案。
[0010]能夠設(shè)置的是，標(biāo)記外圍相應(yīng)完全地與所配設(shè)的假想的矩形疊合。在此，它指的是具有相對于已知的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置的最小差異的實施方式，但是其中賦予了上文所提到的優(yōu)點。這種尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置同樣能夠如已知的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置那樣簡單制造。在此，優(yōu)選地使用光化學(xué)的蝕刻方法。
[0011]能夠設(shè)置的是，給第三矩形側(cè)配設(shè)所涉及的標(biāo)記外圍的唯一的筆直的第三邊緣區(qū)段，其中，給第四矩形側(cè)配設(shè)所涉及的標(biāo)記外圍的唯一的筆直的第四邊緣區(qū)段，其中，第三和第四邊緣區(qū)段彼此平行地布置，其中，它們與測量方向包圍不同于90°的角。在最簡單的情況中，標(biāo)記外圍以平行四邊形的形式構(gòu)造。但是，標(biāo)記外圍能夠在第一和第二矩形側(cè)的區(qū)域中具有不同于平行四邊形的形狀。通過這種標(biāo)記外圍，掃描裝置的運動路徑相對于尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置得到延長，辦法是:在標(biāo)記界限處產(chǎn)生持續(xù)的信號過渡。由此保證的是，在掃描裝置的每個部位中，每個標(biāo)記界限由至少一個接收器線圈按以下方式采集，即感應(yīng)交流電壓，該交流電壓的幅值位于被感應(yīng)的交流電壓的最小和最大幅值之間。由此，簡化了由尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置讀取的隨機數(shù)序列的求取。此外，掃描裝置的相對于尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置的橫向于測量方向的位置誤差相比在標(biāo)記外圍的上文所建議的矩形的情況中更為不強地起作用。
[0012]能夠設(shè)置的是，給第三矩形側(cè)配設(shè)向外或向內(nèi)曲拱地走向的標(biāo)記外圍的第三邊緣區(qū)段，其中，給第四矩形側(cè)配設(shè)向外或向內(nèi)曲拱地走向的標(biāo)記外圍的第四邊緣區(qū)段。第三和第四邊緣區(qū)段優(yōu)選地彼此鏡像對稱地構(gòu)造。能夠考慮的是，第三和第四邊緣區(qū)段以沒有折彎的曲拱的形式走向。在此，當(dāng)然，概念“曲拱”應(yīng)包括第三或者說第四邊緣區(qū)段的具有折彎的走向。
[0013]能夠設(shè)置的是，第三或第四邊緣區(qū)段具有各兩個筆直的下區(qū)段，所述下區(qū)段包圍大于90°的角。由此實現(xiàn)的是，在標(biāo)記界限的區(qū)域中的信號走勢基本上是線性的。第三和/或第四邊緣區(qū)段優(yōu)選地關(guān)于尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置的中線鏡像對稱地構(gòu)造。優(yōu)選地，第三和/或第四邊緣區(qū)段準(zhǔn)確地具有兩個筆直的下區(qū)段。
[0014]能夠設(shè)置的是，兩個彼此配設(shè)的筆直的下區(qū)段在角部中或在圓半徑中彼此鄰接。圓半徑優(yōu)選地小地實施。
[0015]能夠設(shè)置的是，給第一和第二矩形側(cè)配設(shè)的標(biāo)記外圍的邊緣區(qū)段彼此鏡像對稱地構(gòu)造。由此，能夠避免信號誤差，尤其避免不能夠補償?shù)男盘栒`差。
[0016]能夠設(shè)置的是，給第一矩形側(cè)配設(shè)標(biāo)記外圍的至少一個第五邊緣區(qū)段，該邊緣區(qū)段關(guān)于測量方向曲拱地走向，其中，給第二矩形側(cè)配設(shè)標(biāo)記外圍的至少一個第六邊緣區(qū)段，該邊緣區(qū)段關(guān)于測量方向曲拱地走向。顯示的是，在接收器線圈中感應(yīng)的交流電壓的幅值在所提到的接收器線圈的幾個部位中在標(biāo)記界限的區(qū)域中能夠具有這樣的值，該值位于最大值之上，該最大值理論上僅當(dāng)接收器線圈完全地位于鐵磁的材料上時才出現(xiàn)。也能夠出現(xiàn)的是，所提到的幅值在最小值之下，該最小值理論上僅當(dāng)接收器線圈完全地位于空氣或者說非鐵磁的材料上時才出現(xiàn)。這種效果能夠通過標(biāo)記外圍的所建議的造型補償。在此，當(dāng)然，概念“曲拱”應(yīng)包括第五或者說第六邊緣區(qū)段的具有折彎的走向。第五或者說第六邊緣區(qū)段能夠以任選的方式向內(nèi)或向外曲拱。
[0017]能夠設(shè)置的是，第五和/或第六邊緣區(qū)段具有至少一個筆直的下區(qū)段。
[0018]能夠設(shè)置的是，第五和/或第六邊緣區(qū)段具有至少一個沒有折彎地曲拱的下區(qū)段。
[0019]能夠設(shè)置的是，所有的標(biāo)記外圍的第一邊緣區(qū)段在測量方向上布置在一條直線中，其中，所有的標(biāo)記外圍的第二邊緣區(qū)段在測量方向上布置在一條直線中。在位置測量系統(tǒng)的運行中，尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置優(yōu)選地如此置于拉應(yīng)力之下，使得很準(zhǔn)確地遵循預(yù)先設(shè)定的第一分段間距。通過標(biāo)記外圍的所建議的設(shè)計方案避免的是，所述尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置具有不同于準(zhǔn)確筆直的形狀的走向。由此，在讀取標(biāo)記時得到了誤差。
[0020]能夠設(shè)置的是，第三和第四矩形側(cè)的間距在第一分段間距的20%和50%之間大于第一分段間距的最接近的整數(shù)倍數(shù)。利用標(biāo)記外圍的這種造型，得到了在標(biāo)記界限的區(qū)域中的上文作為優(yōu)選方案所闡釋的信號走向。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置優(yōu)選地使用在位置測量系統(tǒng)中，其中，設(shè)置了掃描裝置，該掃描裝置具有至少五個接收器線圈，所述接收器線圈在測量方向上布置在排列中，其中，掃描裝置具有相對于接收器線圈不能夠運動的發(fā)送器繞線裝置，其中，掃描裝置在測量方向上能夠沿著尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置運動，其中，接收器線圈、發(fā)送器繞線裝置和尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置如此地布置，使得尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置的相對于掃描裝置的位置影響在發(fā)送器繞線裝置和接收器線圈之間的感應(yīng)的耦合。所有副的相鄰的接收器線圈的在測量方向上的間距優(yōu)選地等于恒定的第二分段間距。第二分段間距優(yōu)選地等于或小于第一分段間距，其中，該分段間距例如計為0.8mmο
[0022]能夠設(shè)置的是，發(fā)送器繞線裝置包圍多個單獨的發(fā)送器面，所述發(fā)送器面在測量方向上布置在排列中，其中，在發(fā)送器面中布置有至多一個所配設(shè)的接收器線圈。在這樣的位置測量系統(tǒng)中，本發(fā)明所針對的問題尤其強地產(chǎn)生，從而根據(jù)本發(fā)明的補償是尤其有利的。接收器線圈優(yōu)選地完全布置在相應(yīng)所配設(shè)的發(fā)送器面內(nèi)。
[0023]顯然，前面提到的以及接下來還要闡釋的特征不僅能使用在相應(yīng)地說明的組合中，也能使用在其它的組合中或單獨使用，而不脫離本發(fā)明的框架。
【附圖說明】
[0024]下文借助附圖詳細(xì)闡釋本發(fā)明。附圖中:
圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的位置測量系統(tǒng)的粗略示意性視圖；
圖2是按照圖1的根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置的一部分的粗略示意性視圖；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置的一部分的粗略示意性視圖；
圖4是根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置的一部分的粗略示意性視圖；
圖5是根據(jù)本發(fā)明的第四實施方式的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置的一部分的粗略示意性視圖；
圖6是按照圖1的位置測量系統(tǒng)的粗略示意的橫截面，其中，標(biāo)記構(gòu)造為缺口；并且圖7是對應(yīng)圖6的示意圖，其中，標(biāo)記構(gòu)造為凹槽。
【具體實施方式】
[0025]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的位置測量系統(tǒng)10的粗略示意性視圖。位置測量系統(tǒng)10包括尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置20和掃描裝置30。尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置20設(shè)計為材料帶23，該材料帶由鐵磁的材料例如由不銹鋼組成，其中，它例如具有3mm的恒定厚度。尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置20以恒定的寬度27在測量方向11上延伸。沿著測量方向11在尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置20上布置了多個標(biāo)記21，所述標(biāo)記基于恒定的第一分段間距λ。標(biāo)記21能夠以任選的方式構(gòu)造為缺口(圖6中的22號)或構(gòu)造為帶有恒定深度的凹槽(圖7中的22a號)。標(biāo)記21能夠具有兩個狀態(tài)，即它們能夠存在或不存在。標(biāo)記21編碼二進制隨機數(shù)序列，其中，第一分段間距λ對應(yīng)這種代碼的二進制數(shù)。在下文進一步參照圖2至5闡釋標(biāo)記的形式。標(biāo)記21如此地造型，即在材料帶中不需要橫向接片，該橫向接片以第一分段間距λ規(guī)律地間隔地布置在材料帶23上。橫向于測量方向11，對于標(biāo)記21的兩側(cè)，金屬帶23具有各一個側(cè)接片24，從而得到了相聯(lián)結(jié)的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置20。標(biāo)記21優(yōu)選地構(gòu)造為用空氣填充的自由空間。當(dāng)然，它們也能用材料填充，該材料是非鐵磁的，例如用黃銅填充。
[0026I掃描裝置30在測量方向11上相對于尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置20能夠運動。優(yōu)選地，尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置20緊固在直線滾動軸承的導(dǎo)軌處，其中，掃描裝置30緊固在所配設(shè)的導(dǎo)軌車處。相應(yīng)的直線滾動軸承從DE 10 2007 042 796 Al中已知。掃描裝置30包括評估結(jié)構(gòu)組件34，該評估結(jié)構(gòu)組件優(yōu)選地構(gòu)造為單獨的電子的電板的形式。掃描裝置30的存留的其余部分即發(fā)送器繞線裝置41、接收器線圈40、開關(guān)裝置70和運算放大器80布置在尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置20的臨近的空間附近，而評估結(jié)構(gòu)組件34不同于此能夠具有與尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置20的更大的空間間距。
[0027]發(fā)送器繞線裝置41和接收器線圈40分別構(gòu)造為平整的繞線裝置。在圖1中繪出了相應(yīng)僅一個繞線回路，其中，發(fā)送器繞線裝置41以及接收器線圈40實際上均具有大量的基本上平行的繞線回路。在圖1中，在發(fā)送器繞線裝置41以及在尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置20中繪出了中線25。這兩個中線25(不同于圖1中的展示)相疊地重合，其中，發(fā)送器繞線裝置41和接收器線圈40布置為帶有與尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置20的小的間距(參照圖6和7)。由此，尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置20影響在發(fā)送器繞線裝置41和接收器線圈40之間的感應(yīng)的耦合。也即，供應(yīng)到發(fā)送器繞線裝置41中的交變電流在接收器線圈40中感應(yīng)了交流電壓，該交流電壓的幅值依賴于掃描裝置30相對于尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置20的位置。
[0028]發(fā)送器繞線裝置41在當(dāng)前構(gòu)造為鋸齒形結(jié)構(gòu)，其中，該發(fā)送器繞線裝置包圍多個單獨的在測量方向11上在排列中布置的發(fā)送器面42。發(fā)送器繞線裝置41包括波浪線狀構(gòu)造的導(dǎo)體線路43的第一和第二編組44;45，該導(dǎo)體線路沿著測量方向11多次交叉。在用46號標(biāo)識的部位處，所提到的導(dǎo)體線路43如此彼此相連，即發(fā)送器繞線裝置41由唯一的連通的導(dǎo)體線路形成。作為替代方案，發(fā)送器繞線裝置41也能夠由多個單個的線圈組合，所述線圈包圍各一個唯一的所配設(shè)的發(fā)送器面42，其中，所述發(fā)送器面以任選的方式在排列中相連或平行地相連。如果發(fā)送器繞線裝置41由交變電流源31用交變電流供應(yīng)，則在所有的發(fā)送器面42中得到了數(shù)值方面基本上相同的電磁的交變場，其中，場方向在緊靠的發(fā)送器面42中反置。交變電流源31優(yōu)選是評估結(jié)構(gòu)組件34的組成部分。
[0029]在發(fā)送器面42中分別完整布置了唯一的接收器線圈40。在接收器線圈40的空間附近布置了運算放大器80，該運算放大器優(yōu)選全微分地構(gòu)造。兩個相鄰的接收器線圈40在測量方向11上具有各一個恒定的例如計為0.8mm的第二分段間距δ。運算放大器80的接線在圖1中強烈簡化地展示，其中，僅展示了兩個對于全微分的運算放大器80表征的反饋電阻85;86。第一反饋電阻85將運算放大器80的第一輸入端接頭部位81與運算放大器80的第一輸出端接頭部位83相連。第二反饋電阻86將運算放大器80的第二輸入端接頭部位82與運算放大器80的第二輸出端接頭部位84相連。
[0030]第一和第二輸出端接頭部位83;84在輸入側(cè)連接至模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器32，從而模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器32能夠測量相應(yīng)的電的測量電壓Μ。相應(yīng)的數(shù)字值繼續(xù)給予至能夠編程的數(shù)字式計算器33。能夠編程的數(shù)字式計算器33和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器32優(yōu)選地是評估結(jié)構(gòu)組件34的組成部分，其中，它們最為優(yōu)選地構(gòu)造為微控制器的形式。
[0031]第一和第二輸入端接頭部位81;82通過開關(guān)裝置70與不同的接收器線圈40相連。開關(guān)裝置70包括第一信號線路75，該信號線路連接至運算放大器80的第一輸入端接頭部位81。另外，第二信號線路76連接至運算放大器80的第二輸入端接頭部位82。每個接收器線圈40的各一個接頭連接至第三信號線路77。接收器線圈40的相應(yīng)其它接頭通過所配設(shè)的開關(guān)件71 ;72要么與第一信號線路要么與第二信號線路75;76相連。優(yōu)選地，每個開關(guān)件71 ;72;73 ； 74具有第一狀態(tài)，在該狀態(tài)中，該開關(guān)件具有第一電阻，其中，該開關(guān)件具有第二狀態(tài)，在該狀態(tài)中，該開關(guān)件具有第二電阻，其中，第二電阻至少1000倍地大于第一電阻，其中，至少一個開關(guān)件能夠在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)接。在本申請的框架中所基于的是，接收器線圈40在所配設(shè)的開關(guān)件71 ;72的第二狀態(tài)中不連接至運算放大器80。優(yōu)選地，開關(guān)件71; 72;73; 74基于半導(dǎo)體使用。由此，能夠例如實現(xiàn)0.9 Ω的第一電阻，其中，能夠?qū)崿F(xiàn)得到至少60dB的信號減弱的第二電阻。相應(yīng)的開關(guān)件是在2015年3月19日在網(wǎng)址http://www.t1.com/lit/ds/svmlink/ts5a623157.pdf下能夠訪問的數(shù)據(jù)頁的內(nèi)容。
[0032]在圖1中示例展示了七個接收器線圈40，它們相應(yīng)用編號η標(biāo)識，該編號沿著測量方向11增大計數(shù)。顯然，位置測量系統(tǒng)10能夠具有明顯更多的例如三十個接收器線圈40。帶有編號η=1、3、5、7的接收器線圈40相應(yīng)通過第一開關(guān)件71與第一信號線路75相連。帶有編號n=2、4、6的相應(yīng)布置在之間的接收器線圈40相應(yīng)通過第二開關(guān)件72與第二信號線路76相連。前述的連接導(dǎo)致的是，兩個所選擇的接收器線圈差別地組合連接，其中，所述接收器線圈在輸入側(cè)連接至運算放大器80。相應(yīng)于此，以相同的方式作用到兩個所提到的接收器線圈40上的外部的干擾場不對測量電壓M起作用。對于兩個接收器線圈的按照規(guī)定的差別的組合連接而言，關(guān)鍵是所涉及的接收器線圈的繞線方向以及哪個接頭與第三信號線路77相連。
[0033]利用第四開關(guān)件74將第三信號線路77與運算放大器80的第一輸入端接頭部位81相連。由此，僅一個單個的接收器線圈40在輸入側(cè)連接至運算放大器80，該接收器線圈通過第二開關(guān)件72與第二信號線路76相連。如果應(yīng)使用單個的接收器線圈40(該接收器線圈通過第一開關(guān)件71與第一信號線路75相連)，則在其余情況中僅閉合第三開關(guān)件73。利用第三開關(guān)件73將第三信號線路77與運算放大器80的第二輸入端接頭部位82相連。
[0034]第一至第四開關(guān)件71;72; 73; 74優(yōu)選地由能夠編程的數(shù)字式計算器33觸發(fā)，其中，在圖1中未展示相應(yīng)的控制線路。
[0035]圖2示出了按照圖1的根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置20的一部分的粗略示意性視圖。在尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置20下方展示了圖表，在該圖表中繪出了基于位置X的電壓比例k。位置X是單個的接收器線圈(圖1中的40號)相對于尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置20的方位。
[0036]電壓比例k說明了在所觀察的接收器線圈中感應(yīng)的交流電壓的幅值。值100%此時出現(xiàn)，即接收器線圈完全處在鐵磁的材料上。如果接收器線圈完全處于標(biāo)記21上，則電壓比例幾乎計為0%，這是因為在發(fā)送器繞線裝置和接收線圈之間的感應(yīng)的耦合由于缺失鐵磁材料因而很弱。
[0037]在第一實施方式中，標(biāo)記外圍50矩形地構(gòu)造，從而假想的矩形60按照獨立權(quán)利要求完全與標(biāo)記外圍50疊合。假想的矩形60具有第一、第二、第三和第四矩形側(cè)61 ;62;63;64。第一和第二矩形側(cè)61 ;62平行于測量方向11走向，其中，第三和第四矩形側(cè)63;64垂直于測量方向11走向。第一和第二矩形側(cè)61 ;62的間距65對應(yīng)標(biāo)記21的寬度。該寬度比材料帶23的寬度27稍微更小地設(shè)計，從而兩個對置的側(cè)接片24保持存在，所述側(cè)接片將材料帶23組合保持在一塊。第三和第四矩形側(cè)63;64的間距66是標(biāo)記21的長度。該間距在當(dāng)前稍微大于第一分段間距λ的整數(shù)倍數(shù)。如圖1中所示，能夠求取第一分段間距λ，辦法是:例如測出所有的標(biāo)記21的第三矩形側(cè)63的間距，其中，這些間距中最短的等于第一分段間距λ的兩倍。
[0038]如此選擇兩個緊靠的假想的矩形60的間距66或者說內(nèi)邊測定的間距(圖1中的67號)，從而電壓比例k的50%值12的行程間距13盡可能準(zhǔn)確是第一分段間距λ的整數(shù)倍數(shù)。如果第一分段間距λ例如計為1.0mm，則間距66能夠例如計為1.4mm，其中，內(nèi)邊測定的間距(圖1中的67號)例如計為0.6mm。
[0039]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置20的一部分的粗略示意性視圖。標(biāo)記外圍50構(gòu)造為平行四邊形的形式，從而該標(biāo)記外圍不再完全地與假想的矩形60疊合。假想的矩形60在圖3中用虛線繪出。標(biāo)記外圍50的唯一的筆直的第一邊緣區(qū)段51完全地設(shè)置在第一矩形側(cè)61上，其中，第一矩形側(cè)61比第一邊緣區(qū)段51更長。標(biāo)記外圍50的唯一的筆直的第二邊緣區(qū)段52完全地設(shè)置在第二矩形側(cè)62上，其中，第二矩形側(cè)62比第二邊緣區(qū)段52更長。
[0040]給第三矩形側(cè)63配設(shè)所涉及的標(biāo)記外圍50的唯一的筆直的第三邊緣區(qū)段53，該邊緣區(qū)段完全布置在假想的矩形60內(nèi)。給第四矩形側(cè)64配設(shè)所涉及的標(biāo)記外圍50的唯一的筆直的第四邊緣區(qū)段54，該邊緣區(qū)段完全布置在假想的矩形60內(nèi)。第三和第四邊緣區(qū)段53;54彼此平行布置，其中，它們與測量方向11包圍不同于90°的角。
[0041 ]點68(在該點處，第三矩形側(cè)63與標(biāo)記外圍50疊合)是在第三和第二邊緣區(qū)段53;52之間的角部。點69(在該點處，第四矩形側(cè)64與標(biāo)記外圍50疊合)是在第四和第一邊緣區(qū)段54;51之間的角部。
[0042]如圖2和3的比較中得出的那樣，電壓比例k基于位置X的走向在50%值12的區(qū)域中在第二實施方式中比在第一實施方式中顯著更不陡。再者如此選擇間距66或者說內(nèi)邊測定的間距(圖1中的67號)，從而電壓比例k的50%值12的行程間距13盡可能準(zhǔn)確是第一分段間距λ的整數(shù)倍數(shù)。
[0043]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置20的一部分的粗略示意性視圖。假想的矩形60在圖4中用虛線繪出。標(biāo)記外圍50的唯一的筆直的第一邊緣區(qū)段51完全地設(shè)置在第一矩形側(cè)61上，其中，第一矩形側(cè)61比第一邊緣區(qū)段51更長。標(biāo)記外圍50的唯一的筆直的第二邊緣區(qū)段52完全地設(shè)置在第二矩形側(cè)62上，其中，第二矩形側(cè)62比第二邊緣區(qū)段52更長。
[0044]給第三矩形側(cè)63配設(shè)標(biāo)記外圍50的向外曲拱地走向的第三邊緣區(qū)段53a。給第四矩形側(cè)64配設(shè)標(biāo)記外圍50的向外曲拱地走向的第四邊緣區(qū)段54a。第三和第四邊緣區(qū)段53a;54a彼此鏡像對稱地構(gòu)造。第三和第四邊緣區(qū)段53a;54a分別具有準(zhǔn)確兩個筆直的下區(qū)段57，所述下區(qū)段包圍大于90°的角。兩個彼此配設(shè)的筆直的下區(qū)段57在角部58中彼此鄰接。角部58形成點68;69，在該點處，第三或者說第四矩形側(cè)63;64與標(biāo)記外圍50疊合。
[0045]電壓比例k基于位置X的走向在50%值12的區(qū)域中在第三實施方式中基本上與在按照圖3的第二實施方式中相同。再者如此選擇間距66或者說內(nèi)邊測定的間距(圖1中的67號)，從而電壓比例k的50%值12的行程間距13盡可能準(zhǔn)確是第一分段間距λ的整數(shù)倍數(shù)。
[0046]標(biāo)記外圍50按照第三實施方式總體上關(guān)于尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置20的中線25鏡像對稱地構(gòu)造。由此，避免了在掃描尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置20時的誤差。
[0047]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實施方式的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置20的一部分的粗略示意性視圖。這種實施方式涉及事實上的信號形式與對于信號評估而言理想的信號形式的多個另外的偏差。按照圖5的第四實施方式是按照圖2的第一實施方式的變型方案，但是，該實施方式也能夠與按照圖3或者說圖4的第二或第三實施方式組合。
[0048]在圖5中在下部用虛線繪出了這樣的信號形式，當(dāng)僅使用按照圖2的第一實施方式時，能夠得到所述信號形式。利用實線繪出了這樣的信號形式，該信號形式按照下述的補償措施得到并且該信號形式尤其適合用于簡單的信號評估。在這些信號形式之間總體上得到了三個類型的偏差14a ；14b；15a；15b； 16，下文具體論述所述偏差。
[0049]可以觀察到平頂曲線效應(yīng)16，當(dāng)所考慮的單個線圈以與標(biāo)記21的大間距完全位于材料帶23的鐵磁材料上時。信號幅值然后能夠比當(dāng)所考慮的單個線圈以與標(biāo)記21的小間距完全位于材料帶23的鐵磁材料上時稍微更高。這種平頂曲線效應(yīng)16能夠通過輔助標(biāo)記21a來對付，該輔助標(biāo)記相對于承載信息的標(biāo)記21很窄地構(gòu)造。輔助標(biāo)記21a恰好布置在在沒有輔助標(biāo)記21a時示出平頂曲線效應(yīng)16的部位處。恰好如此選擇輔助標(biāo)記21a的寬度，即平頂曲線效應(yīng)16消失。
[0050]能夠觀察到過沖14a;14b，當(dāng)所考慮的單個線圈在快要到標(biāo)記界限53;54之前或在標(biāo)記界限53 ； 54不遠(yuǎn)后位于材料帶23的鐵磁材料上時。能夠?qū)Ω哆^沖14a; 14b，辦法是:在材料帶23的相應(yīng)的區(qū)域中去除鐵磁的材料。為此，在輔助標(biāo)記21a的第一矩形側(cè)61處設(shè)置標(biāo)記外圍50的第五邊緣區(qū)段55，該邊緣區(qū)段相對于測量方向11向外曲拱地走向，其中，給第二矩形側(cè)62配設(shè)輔助標(biāo)記21a的標(biāo)記外圍50的至少一個第六邊緣區(qū)段56，該邊緣區(qū)段相對于測量方向11向外曲拱地走向。
[0051]能夠觀察到低沖15a;15b，當(dāng)所考慮的單個線圈在快要到標(biāo)記界限53;54之前或在標(biāo)記界限53; 54不遠(yuǎn)后位于標(biāo)記21的自由空間上時。能夠?qū)Ω哆^沖15a; 15b，辦法是:在材料帶23的相應(yīng)的區(qū)域中添加鐵磁的材料。為此，在標(biāo)記21的第一矩形側(cè)61處設(shè)置標(biāo)記外圍50的第五邊緣區(qū)段55，該邊緣區(qū)段關(guān)于測量方向11向內(nèi)曲拱地走向，其中，給標(biāo)記21的第二矩形側(cè)62配設(shè)標(biāo)記外圍50的至少一個第六邊緣區(qū)段56，該邊緣區(qū)段關(guān)于測量方向11向內(nèi)曲拱地走向。
[0052]第五和/或第六邊緣區(qū)段55;56能夠具有至少一個筆直的下區(qū)段57a，正如這在圖5中在過沖14b處和在低充15b處所示的那樣。第五和/或第六邊緣區(qū)段55;56能夠具有沒有折彎的曲拱的下區(qū)段57b，正如這在圖5中在過沖14a處和在低沖15a處所示的那樣。
[0053]圖6示出了按照圖1的位置測量系統(tǒng)10的粗略示意的橫截面，其中，標(biāo)記21構(gòu)造為缺口 22。相應(yīng)于此，標(biāo)記21貫穿尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置20的整個厚度26。在此，標(biāo)記外圍50在材料帶23的整個厚度26上基本上恒定地構(gòu)造。在此，偏差能夠以公差為條件地通過帶有光化學(xué)的蝕刻方法的優(yōu)選的制造而產(chǎn)生。缺口 22優(yōu)選地由兩個對置的側(cè)面起同時從材料帶23向外蝕亥Ij，從而蝕刻時間短。
[0054]另外，在圖6中，可見接收器線圈40和發(fā)送器繞線裝置41相對于尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置20的布置方式。接收器線圈40和發(fā)送器繞線裝置41相應(yīng)構(gòu)造為平整的繞線裝置，所述繞線裝置優(yōu)選地借助光化學(xué)的蝕刻方法制造。在圖6中相應(yīng)僅設(shè)置了用于接收器線圈40和發(fā)送器繞線裝置41的唯一的層，其中，也能夠設(shè)置多個層，以便盡可能大地實施繞線回路的數(shù)量。單個的層相應(yīng)通過絕緣層47彼此分離，該絕緣層能夠例如由聚酰亞胺組成。這種塑料不導(dǎo)電，其中它經(jīng)受高的溫度。只要接收器線圈40和/或發(fā)送器繞線裝置41相應(yīng)具有多個層，則這些優(yōu)選地通過直通接觸部電地彼此相連，其中，直通接觸部穿透一個或多個所配設(shè)的絕緣層。
[0055]在尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置20和包含接收器線圈40和發(fā)送器繞線裝置41的結(jié)構(gòu)組件之間的傳感器間距17優(yōu)選地小地實施，最為優(yōu)選地小于第一分段間距λ。
[0056]圖7示出了對應(yīng)圖6的示意圖，其中，標(biāo)記21構(gòu)造為凹槽22a。凹槽22a具有恒定的深度22b，該深度例如等于材料帶23的厚度26的一半。凹槽22a優(yōu)選地通過光化學(xué)的蝕刻方法制造，其中，蝕刻僅從材料帶23的一側(cè)起進行。因為蝕刻深度以及也就是說凹槽22a的深度22b難以能夠控制，則按照圖6的缺口是優(yōu)選的。
[0057]在其余情況中參照對圖6的實施方案，其中，在圖6和7中，相同的或者說相應(yīng)的部件設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。
[0058]附圖標(biāo)記清單 λ第一分段間距
δ第二分段間距 M測量電壓 k電壓比例
X單個的接收器線圈相對于尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置的位置
10位置測量系統(tǒng)
11測量方向
12電壓比例的50%值
13電壓比例的50%值的行程間距
14a過沖
14b過沖
15a低沖
15b低沖
16平頂曲線效應(yīng)
17傳感器間距
20尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置
21標(biāo)記
21a輔助標(biāo)記22缺口22a凹槽22b凹槽的深度23材料帶24側(cè)接片25中線
26尺寸帶的厚度
27尺寸帶的寬度
30掃描裝置
31交變電流源
32模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器
33能夠編程的數(shù)字式計算器
34評估結(jié)構(gòu)組件
40接收器線圈
41發(fā)送器繞線裝置
42發(fā)送器面
43波浪線狀的導(dǎo)體線路
44第一編組
45第二編組
46在波浪線狀的導(dǎo)體線路的兩個編組之間的界限
47絕緣層
50標(biāo)記外圍
51第一邊緣區(qū)段
52第二邊緣區(qū)段
53第三邊緣區(qū)段
53a第三邊緣區(qū)段
54第四邊緣區(qū)段
54a第四邊緣區(qū)段
55第五邊緣區(qū)段
56第六邊緣區(qū)段
57筆直的下區(qū)段
57a筆直的下區(qū)段
57b沒有折彎的曲拱的下區(qū)段
58角部
60假想的矩形
61第一矩形側(cè)
62第二矩形側(cè)
63第三矩形側(cè)
64第四矩形側(cè)65在第一和第二矩形側(cè)之間的間距
66在第三和第四矩形側(cè)之間的間距
67在兩個相鄰的矩形之間的內(nèi)邊測定的間距
68點，在該點處，第三矩形側(cè)與標(biāo)記外圍疊合
69點，在該點處，第四矩形側(cè)與標(biāo)記外圍疊合
70開關(guān)裝置
71第一開關(guān)件
72第二開關(guān)件
73第三開關(guān)件
74第四開關(guān)件
75第一信號線路
76第二信號線路
77第三信號線路
80運算放大器
81運算放大器的第一輸入端接頭部位82運算放大器的第二輸入端接頭部位83運算放大器的第一輸出端接頭部位84運算放大器的第二輸出端接頭部位85第一反饋電阻86第二反饋電阻。
【主權(quán)項】
1.一種用于用在位置測量系統(tǒng)(10)中的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置(20)，其中，尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置(20)由材料帶(23)形成，該材料帶由鐵磁的材料組成，其中，材料帶(23)沿著測量方向(11)伸長地構(gòu)造，其中，沿著測量方向(11)將多個標(biāo)記(21; 2 Ia)在排列中布置在材料帶處，其中，標(biāo)記(21)相應(yīng)由缺口(22)或由帶有恒定厚度的凹槽(22a)構(gòu)成，其中，標(biāo)記(21)分別具有標(biāo)記外圍(50)，其中，標(biāo)記(21)的至少一部分將二進制隨機數(shù)序列進行編碼， 其中，每個標(biāo)記外圍(50)完全布置在所配設(shè)的假想的帶有第一、第二、第三和第四矩形側(cè)(61;62;63;64)的矩形(60)內(nèi)，其中，第一和第二矩形側(cè)(61;62)平行于測量方向(11)走向，其中，標(biāo)記外圍(50)分別具有至少一個筆直的第一邊緣區(qū)段(51)，該邊緣區(qū)段與所配設(shè)的第一矩形側(cè)(61)疊合，其中，標(biāo)記外圍(50)分別具有至少一個筆直的第二邊緣區(qū)段(52)，該邊緣區(qū)段與所配設(shè)的第二矩形側(cè)(62)疊合，其中，第三和第四矩形側(cè)(63;64)分別至少在點(68;69)處與所配設(shè)的標(biāo)記外圍(50)疊合，其中，兩個緊靠的假想的矩形(60)的第三矩形側(cè)(63)的間距均是第一分段間距(λ)的整數(shù)倍數(shù)， 其特征在于，兩個緊靠的假想的矩形(60)的內(nèi)邊測定的間距(67)不同于第一分段間距(λ)的整數(shù)倍數(shù)。2.按照權(quán)利要求1所述的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置， 其中，標(biāo)記外圍(50)均完全與所配設(shè)的假想的矩形(60)疊合。3.按照權(quán)利要求1所述的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置， 其中，給第三矩形側(cè)(63)配設(shè)所涉及的標(biāo)記外圍(50)的唯一的筆直的第三邊緣區(qū)段(53)，其中，給第四矩形側(cè)(64)配設(shè)所涉及的標(biāo)記外圍(50)的唯一的筆直的第四邊緣區(qū)段(64)，其中，第三和第四邊緣區(qū)段(53;54)彼此平行地布置，其中，所述第三和第四邊緣區(qū)段與測量方向(11)包圍不同于90°的角。4.按照權(quán)利要求1所述的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置， 其中，給第三矩形側(cè)(63)配設(shè)向外或向內(nèi)曲拱地走向的標(biāo)記外圍(50)的第三邊緣區(qū)段(53a)，其中，給第四矩形側(cè)(64)配設(shè)向外或向內(nèi)曲拱地走向的標(biāo)記外圍(50)的第四邊緣區(qū)段(54a)ο5.按照權(quán)利要求4所述的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置， 第三和第四邊緣區(qū)段(53a;54a)分別具有兩個筆直的下區(qū)段(57)，所述下區(qū)段包圍大于90°的角。6.按照權(quán)利要求5所述的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置， 其中，兩個彼此配設(shè)的筆直的下區(qū)段(57)在角部(58)中或在圓半徑中彼此鄰接。7.按照前述權(quán)利要求中任一項所述的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置， 其中，給第一和第二矩形側(cè)(61 ;62)配設(shè)的標(biāo)記外圍(50)的邊緣區(qū)段彼此鏡像對稱地構(gòu)造。8.按照前述權(quán)利要求中任一項所述的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置， 其中，給第一矩形側(cè)(61)配設(shè)標(biāo)記外圍(50)的至少一個第五邊緣區(qū)段(55)，該邊緣區(qū)段關(guān)于測量方向(11)曲拱地走向，其中，給第二矩形側(cè)(62)配設(shè)標(biāo)記外圍(50)的至少一個第六邊緣區(qū)段(56)，該邊緣區(qū)段關(guān)于測量方向(11)曲拱地走向。9.按照權(quán)利要求8所述的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置， 其中，第五和/或第六邊緣區(qū)段(55;56)具有至少一個筆直的下區(qū)段(57a)。10.按照權(quán)利要求8或9所述的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置， 其中，第五和/或第六邊緣區(qū)段(55;56)具有至少一個沒有折彎地曲拱的下區(qū)段(57b)。11.按照前述權(quán)利要求中任一項所述的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置， 其中，所有的標(biāo)記外圍(50)的第一邊緣區(qū)段(51)在測量方向(11)上布置在一條直線中，其中，所有的標(biāo)記外圍(50)的第二邊緣區(qū)段(52)在測量方向(11)上布置在一條直線中。12.按照前述權(quán)利要求中任一項所述的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置， 其中，第三和第四矩形側(cè)(63; 64)的間距(66)在第一分段間距(λ)的20%和50%之間大于第一分段間距(λ)的最接近的整數(shù)倍數(shù)。13.—種具有按前述權(quán)利要求中任一項所述的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置(20)的位置測量系統(tǒng)(10)， 其中，設(shè)置了掃描裝置(30)，該掃描裝置具有至少五個接收器線圈(40)，所述接收器線圈在測量方向(11)上布置在排列中，其中，掃描裝置(30)具有相對于接收器線圈(40)不能夠運動的發(fā)送器繞線裝置(41)，其中，掃描裝置(30)在測量方向(11)上能夠沿著尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置(20)運動，其中，接收器線圈(40)、發(fā)送器繞線裝置(41)和尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置(20)如此地布置，使得尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置(20)相對于掃描裝置(30)的位置影響在發(fā)送器繞線裝置(41)和接收器線圈(40)之間的感應(yīng)的耦合。14.按照前述權(quán)利要求中任一項所述的尺寸標(biāo)準(zhǔn)裝置， 其中，發(fā)送器繞線裝置(41)包圍多個單獨的發(fā)送器面(42)，所述發(fā)送器面在測量方向(11)上布置在排列中，其中，在發(fā)送器面(42)中布置有至多一個所配設(shè)的接收器線圈(40)。
【文檔編號】G01B3/00GK106066137SQ201610249680
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年4月21日 公開號201610249680.X, CN 106066137 A, CN 106066137A, CN 201610249680, CN-A-106066137, CN106066137 A, CN106066137A, CN201610249680, CN201610249680.X
【發(fā)明人】J.穆爾菲爾德, G.羅伊辛格
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